Понятие биомеханики тела

Биомеханика:

• 1. Движение живого;
• 2. Раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и систем, или организма в целом, а также происходящие в них механические явления.

Биомеханические исследования охватывают различные уровни организации живой материи: биологические макромолекулы, клетки, ткани, органы, системы органов, а также целые организмы и их сообщества. Чаще всего, объектом исследования этой науки, является движение животных и человека, а также механические явления в тканях, органах и системах. Под механическим движением понимается движение всей биосистемы в целом, а также движение отдельных частей системы относительно друг друга — деформация системы. Все деформации в биосистемах, связаны с биологическими процессами, которые играют решающую роль в движениях животных и человека. Это сокращение мышцы, деформация сухожилия, кости, связок, фасций, движения в суставах. Отдельным направлением биомеханики является — биомеханика дыхательного аппарата, его эластичное и неэластичное сопротивление, кинематика (то есть геометрическая характеристика движения) и динамика дыхательных движений, а также другие стороны деятельности дыхательного аппарата в целом и его частей (лёгких, грудной клетки); биомеханика кровообращения изучает упругие свойства сосудов и сердца, гидравлическое сопротивление сосудов току крови, распространение упругих колебаний по сосудистой стенке, движение крови, работу сердца и др. Биомеханика человека — наука комплексная, она включает в себя самые разнообразные знания других наук, таких как: механика и математика, функциональная анатомия и физиология, возрастная анатомия и физиология, педагогика и теория физической культуры.

Метод биомеханики — системный анализ и системный синтез движений на основе количественных характеристик, в частности кибернетическое моделирование движений. Биомеханика, как наука экспериментальная, эмпирическая, опирается на опытное изучение движений. При помощи приборов регистрируются количественные характеристики, например траектории скорости, ускорения и др., позволяющие различать движения, сравнивать их между собой. Рассматривая характеристики, мысленно расчленяют систему движений на составные части — устанавливают её состав. В этом — суть системного анализа.

Система движений как целое — не просто сумма её составляющих частей. Части системы объединены многочисленными взаимосвязями, придающими ей новые, не содержащиеся в её частях качества (системные свойства). Необходимо представлять это объединение, устанавливать способ взаимосвязи частей в системе — её структуру. В этом — суть системного синтеза. Системный анализ и системный синтез неразрывно связаны друг с другом, они взаимно дополняются в системно-структурном исследовании.

При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяется метод кибернетического моделирования — построение управляемых моделей (электронных, математических, физических и др.) движений и моделей тела человека.

Клиническая биомеханика

Клиническая (медицинская) биомеханика является составной частью медицинских наук: ортопедии, травматологии, протезирования, (реабилитологии (лечебной физкультуры), педиатрии, физиологии и мн. других. Клиническая биомеханика — научное направление, в котором с позиций механики и общей теории управления с помощью специализированных методов исследования изучается двигательная активность человека в норме и патологии.

Основные разделы:

• · Биомеханика нормальной и патологической ходьбы.
• · Биомеханика скелетной травмы
• · Биомеханика крупных суставов.
• · Биомеханика позвоночника
• · Биомеханика стопы

Изучаемые явления:

• · Ходьба человека — филогенетически древняя хорошо автоматизированная и цикличная локомоция. Изучение анализа ходьбы удобно тем, что в её осуществлении участвует весь опорно-двигательный аппарат. Это дает возможность исследовать функцию любых его отделов, включая верхние конечности и позвоночник.
• · Основная стойка — положение и движения общего центра массы тела (при стоянии обследуемого на специальной платформе — метод стабилометрии).
• · Статические положения. Информация о конечных положениях позволяет оценить взаимоположение сегментов тела и определить амплитуду движений. Например, оценка формы позвоночника производится в трех плоскостях — фронтальной, сагиттальной и горизонтальной. Оценивается наклон таза в сагиттальной и фронтальной плоскостях, наклон надплечий во фронтальной плоскости. Соотношение тазового и плечевого пояса оценивается во фронтальной и горизонтальной плоскостях. Кроме того, во фронтальной плоскости оценивается наклон надплечий относительно таза, а в горизонтальной — разворот надплечий относительно таза.

Основные методы исследования:

• · подометрия — измерение временных характеристик шага;
• · гониометрия — измерение кинематических характеристик движений в суставах;
• · динамометрия — регистрация реакций опоры;
• · элекромиография — регистрация поверхностной ЭМГ;
• · стабилометрия — регистрация положения и движений общего центра давления на плоскость опоры при стоянии.

Напомним, что положение тела больного может быть активным, пассивным и вынужденным. Активным считается положение, при котором больной произвольно меняет положение своего тела в пространстве. Пассивным называется положение больного, находящегося в бессознательном состоянии (коме) или неврологического больного с двигательным параличом, при этом положение тела больного может быть изменено только со стороны. Вынужденное положение больной занимает сам для облегчения своего состояния. При язвенной болезни желудка или 12-перстной кишки больной может занимать вынужденное коленно-локтевое положение, при панкреатите — положение на животе, при плеврите — на больном боку.

Особенно выражено вынужденное положение у больных с сердечной одышкой. Они стараются сесть. Опереться руками о край кровати, спустить ноги. В таких случаях под спину больного надо подложить 2−3 хорошо взбитые подушки, поставить подголовник или поднять головной конец функциональной кровати. Если больной прислоняется к стене, то под спину подкладывают подушку, а под ноги ставят скамеечку.

При наличии гнойника в легких необходимо создать положение для лучшего отхождения мокроты. Это так называемый бронхиальный дренаж (постуральный или дренаж положением). Больной может принимать положение стоя на коленях и лбом упираться в постель (поза молящегося магометанина (мусульманина) или же опускать голову ниже края кровати (поза ищущего обувь под кроватью). Если у больного односторонний процесс в легких, то его укладывают на противоположную сторону, т. е. на здоровый бок: при этом отхаркивание мокроты из больного легкого увеличивается.

С целью изменения положения тела больного в постели, как правило, необходимо два медицинских работника или сестер милосердия.

Запрещается в одиночку переворачивание больных, значительно превышающих медработника по весу, пациентов, имеющих дыхательные и подключичные катетеры, а также пациентов, о которых известно, что они находятся в тяжёлом, угрожающем жизни состоянии. Последствиями могут быть падение пациента с кровати, выпадение катетера, кровотечение, асфиксия, летальный исход.

Один медработник подводит руки под таз и нижнюю часть спины больного, другой — под верхнюю часть спины и обязательно придерживает голову больного! При наличии третьего свободного работника он может находиться для страховки на противоположном конце кровати. При его отсутствии функцию страховки и «перехватывания» больного выполняют сами переворачивающие. Когда больной перевернут на бок, его необходимо зафиксировать в этом положении при помощи подушек или эластичных резиновых бинтов. Не рекомендуется оставлять одного в таком положении особенно в бессознательном состоянии — возможны тяжелые осложнения или падение больного на пол. Младшая медсестра или сестра милосердия должна находиться рядом с больным, при невозможности фиксации пациента она же удерживает его в приданом положении. Продолжительность пребывания на боку от 5−10 минут до 2 часов (5минут достаточно для восстановления кровообращения в областях, подвергавшихся давлению и для профилактики пролежней). Время указывается врачом. Особенностью при переворачивании больного на живот является поворачивание головы пациентом в сторону и фиксация её в этом положении с тем, чтобы пациент не задохнулся. Для переворачивания пациента на живот лучше использовать три человека (двое, как описано выше при повороте на бок, третий с противоположной стороны), особенно если речь идёт о пациентах с массой тела более 80 кг. Желательно, чтобы края кровати были заблокированы, или использовать не функциональную кровать.

При перекладывании пациента на носилки или каталку должно участвовать три медработника, при этом один из них жестко фиксирует в одном положении носилки или каталку, чтобы предупредить их движения, двое других подхватывают больного за верхнюю часть спины и голову и за область таза и ноги и осторожно смещают тело больного в боковом направлении. Главное — не уронить больного. Должны участвовать физически крепкие женщины, при возможности, мужчины. При подаче судна необходимо помнить, что манипуляции нужно проводить с подстеленной клеёнкой. После акта дефекации, как правило, приходится повернуть больного на бок, чтобы подмыть его как следует. У длительно лежачих больных часто развивается остеопороз (выведение кальция из костей), что часто (при использовании чрезмерной силы) приводит к патологическим переломам костей. Это значительно ухудшает прогноз. Для профилактики остеопороза врачом назначаются препараты Cа++, витамина Д3 (аквадетрим), ксидифон (бисфосфонаты) и другие средства. Все мероприятия по улучшению положения тела больного следует проводить только по указанию и под руководством медсестры или врача.